苯甲酸鈉對再水化高粱青貯飼料營養價值的影響

王 懿,肖湘女,張 巖

(1.江蘇省連云港工貿高等職業技術學校,江蘇連云港 222000；2.中國合格評定國家認可中心,北京 100062；3.江蘇省連云港市糧油質量監測所,江蘇連云港 222000)

谷物的儲存需要投入大量的建設和維護資金，由此可見，青貯再水化谷物具有儲存管理和營養價值的雙重優勢。在價格較低時大量采購谷物，之后隨著時間的推移采用青貯儲存，可以降低管理和儲存成本，同時也可以提高谷物的飼用價值。由于青貯飼料具有較高的經濟價值，建議采用能減少發酵損失和增加好氧穩定性的策略（劉輝等，2014）。在適當的谷物青貯飼料中，發酵過程中的干物質損失通常較低，但這些青貯飼料通常容易發生好氧變質，從而導致營養物質因氧化而損失，并可能減少動物的自由采食量，特別是在環境溫度較高的情況下（郭旭生等，2006）。因此，建議使用具有抗真菌能力的青貯添加劑來增加谷物青貯的好氧穩定性（Morais等，2017）。苯甲酸鈉是一種微生物生長調節劑，其效率依賴于劑量和pH，盡管苯甲酸鈉具有抑制不良微生物生長的作用，但該添加劑也能降低蛋白質水解的強度（Da Silva等，2015）。因此，本研究旨在評價以2 g/kg苯甲酸鈉處理的再水化高粱青貯飼料的好氧穩定性、蛋白質水解和對奶牛生產性能的影響。

1 材料與方法

1.1 原料青貯與指標分析 高粱干燥后用錘式粉碎機碾碎，在飼料混合車間對粉碎的高粱進行再水化，使水分達到350 g/kg。每個處理準備再水化高粱青貯原料1500 kg，放入6個200 L塑料桶（共12桶）。在青貯時，谷物以2 g/kg的速度用苯甲酸鈉處理（處理組），或不做任何處理（對照組）。密封后，對筒倉進行稱重，計算密度。青貯飼料儲存至少150 d。在開封前稱量料倉以計算氣體損失。取200 g樣品計算干物質損失量，計算公式如下：

干物質損失量=（初始干物質重-青貯后干物質重）/初始干物質重。

好氧穩定性試驗在溫度為（21±0.8）℃的可控環境下進行。在試驗最后一周，每個青貯飼料處理選擇3 kg樣品分配在塑料桶中（每個處理5個），并在桶中央放置一個溫度傳感器，記錄每小時的溫度。好氧穩定性定義為青貯飼料溫度比環境溫度高出2℃的時間。取25 g樣品+ 225 g去離子水，勻漿4 min，然后在林格溶液中進一步稀釋為10-2～10-6，以測定微生物計數。在青貯飼料儲存期間每天采集樣品，并在-20℃下保存，之后用于分析揮發性脂肪酸、氨氮、可溶蛋白和乳酸等。

1.2 飼養試驗 在飼養試驗中，將12頭體重（616±50）kg、泌乳期為（170±47）d及產奶量為（30.1±4.2）kg/d的多胎次荷斯坦奶牛隨機分為兩組，分別飼喂對照和處理組日糧。奶牛飼養環境平均溫度為25.4℃，最低為23.6℃，最高為27.8℃。正式試驗前奶牛飼喂相同的對照組日糧（360 g/kg青貯玉米、48 g/kg梯牧草、120 g/kg棉粕、184 g/kg豆粕、27 g/kg復合多維多礦、258 g/kg再水化青貯高粱），為期14 d。之后對照組飼喂對照日糧，處理組飼喂的處理日糧（對照組日糧中再水化青貯高粱用苯甲酸鈉處理后再水化青貯高粱替代），為期28 d。日糧成分組成為粗蛋白質163 g/kg、中性洗滌纖維350 g/kg、粗脂肪48 g/kg、非纖維碳水化合物382 g/kg、灰分55 g/kg。

1.3 生產性能和瘤胃發酵 每天記錄飼料用量、剩余飼料量及收集相應的樣品，-20℃保存，每周樣品匯總成復合樣品。復合樣品在55℃烘箱中干燥72 h，然后粉碎過1 mm分析篩。樣品用于測定營養成分。奶牛每天在早上6點和下午5點擠奶1次，每天記錄產奶量。每周采集一次牛奶樣品，利用近紅外光譜分析脂肪、蛋白質、乳糖和尿素氮。每天的脂肪、蛋白質和乳糖的產量用產奶量乘以相應固形物含量計算。每隔10 min記錄1次奶牛的采食行為（采食時間、反芻時間、咀嚼時間、采食次數和單次采食時間）。在正式試驗第28天早上飼喂前從瘤胃瘺管收集瘤胃液，用于測量pH和揮發性脂肪酸含量。

1.4 統計分析 發酵青貯數據的分析模型為Yij=μ+ Tj + eij，μ=總體平均數，Tj=固定效應（j為對照組和苯甲酸鈉處理組），eij=剩余誤差。瘤胃發酵特性和采食行為數據分析模型為Yij=μ+Bi + Tj + eij，μ=總體平均數，Bi=隨機效應（I=1到6），Tj=固定效應（j為對照組和苯甲酸鈉處理組），eij=剩余誤差。隨著時間推移，收集的數據以重復進行分析，包括處理、時間（周）和它們之間的交互作用。P＜0.05表示差異顯著，0.05＜P＜0.10表示有顯著差異的趨勢。

2 結果與分析

2.1 發酵青貯 由表1可知，與未經處理的青貯高粱相比，苯甲酸鈉處理的青貯飼料中可溶蛋白、氨氮、乙醇、丁二醇、乳酸乙酯、乙酸乙酯的濃度顯著降低（P＜0.05）。此外，苯甲酸鈉組較對照組顯著降低了乳酸菌、酵母菌數量（P＜0.05），但處理組較對照組提高了好氧穩定性，降低了氣體和干物質損失（P＜0.05）。

表1 添加或不添加苯甲酸鈉對高粱再水化青貯飼料發酵特性的影響

2.2 對奶牛的生產性能和瘤胃發酵特性的影響由表2可知，經處理的青貯飼料雖然具有較高的好氧穩定性，但各處理間奶牛的生產性能相似（P＞0.05）。

由表3可知，與飼喂對照青貯飼料的奶牛相比，飼喂苯甲酸鈉處理的再水化高粱青貯飼料奶牛的丙酸比例較低（P＜0.05），乙酸與丙酸的比例較高（P＜0.05）。此外，對照組較處理組提高了奶牛每天的采食次數（P＞0.05），但對奶牛的其他采食行為如采食時間、反芻時間、咀嚼時間、單次采食時間均無顯著影響（P＞0.05）。

表2 添加或不添加苯甲酸鈉的高粱日糧對奶牛干物質攝入量和泌乳性能的影響

表3 添加或不添加苯甲酸鈉的再水化高粱日糧對奶牛咀嚼、采食行為和瘤胃發酵特性的影響

3 討論

苯甲酸鈉處理后的青貯高粱的氣體損失和干物質損失與較低的乙醇濃度一致，因為發酵生成乙醇時，每摩爾葡萄糖產生2 mol的二氧化碳，增加了氣體損失。青貯發酵過程中產生乙醇的主要微生物是酵母菌，乙醇和酯類濃度較低是酵母生長和活性較弱的結果（Pahlow等，2003）。苯甲酸鈉處理的青貯飼料對酵母的抑制可能涉及某些機制，如氨基酸攝取缺陷、糖酵解和檸檬酸循環中酶系統的失效，這些是已知的對酵母代謝的負面影響（汪劍萍等，2006）。酯類的形成，如乳酸乙酯和乙酸乙酯，取決于乙醇、乳酸和乙酸的濃度（Weiss，2017）。由于不同處理之間的乳酸和乙酸濃度無顯著差異，所以苯甲酸鈉處理再水化高粱青貯飼料中乳酸乙酯和乙酸乙酯濃度較低是乙醇濃度較低的結果。盡管一些在青貯飼料中發酵的產物（如乙酸）與較低的干物質攝入量相關（Krizan和Randby，2007），但乙醇和乙酸乙酯與反芻動物采食量的變化無關（Gerlach等，2013）。

除了苯甲酸鈉在降低乙醇濃度和增加好氧穩定性方面的好處，苯甲酸鈉的抗菌能力可能會減少青貯發酵過程中的蛋白水解（Da Silva等，2015）。在本試驗中，苯甲酸鈉降低了蛋白水解，蛋白水解主要由青貯中微生物菌群完成，這可能會降低淀粉消化率。苯甲酸鈉處理組可溶性蛋白的濃度從263 g/kg降至206 g/kg，氨氮從43.4 g/kg降低至33.0 g/kg，反應了苯甲酸鈉限制了腸道菌群的生長。

Hoffman等（2011）認為，高含水率的顆粒原料增加了淀粉顆粒周圍蛋白質基質的降解，導致瘤胃內淀粉降解速度加快。苯甲酸鈉的抑菌能力及其對青貯飼料蛋白水解的抑制作用可能對瘤胃淀粉的降解有一定抑制作用。在本試驗中，用苯甲酸鈉處理的青貯飼料可溶性蛋白和氨氮濃度較低。氨氮和可溶性蛋白可作為蛋白水解程度的指標，并與高水分玉米淀粉的降解呈正相關（Ferraretto等，2014）。結果表明，用苯甲酸鈉處理高粱淀粉降解率較低，但丙酸在瘤胃液中的比例較低，且不影響奶牛產奶量。日糧處理對奶牛采食和反芻時間無顯著影響。但苯甲酸鈉處理組較對照組提高了奶牛每天的采食次數。

4 結論

苯甲酸鈉增加了再水化高粱青貯飼料的好氧穩定性，降低了揮發性脂肪酸的濃度，降低了蛋白質水解。盡管苯甲酸鈉處理的青貯飼料提高了瘤胃液中乙酸與丙酸的比例，但飼糧處理并沒有改變泌乳奶牛的生產性能。